velikost textu
Role sestřihových faktorů v regulaci genové exprese – vztah sestřihu a transkripce v Saccharomyces cerevisiae
Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Role sestřihových faktorů v regulaci genové exprese – vztah sestřihu a transkripce v Saccharomyces cerevisiae
Název v angličtině:
Splicing Factors in the Regulation of Gene Expression - the Relationship Between Splicing and Transcription in Saccharomyces cerevisiae
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Martina Hálová
Školitel:
doc. RNDr. Petr Folk, CSc.
Oponenti:
RNDr. Martin Pospíšek, Ph.D.
Konzultant:
doc. RNDr. František Půta, CSc.
Id práce:
114619
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra genetiky a mikrobiologie (31-140)
Program studia:
Molekulární a buněčná biologie, genetika a virologie (P1519)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
18. 9. 2019
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
Prp45, PHO, methylace
Klíčová slova v angličtině:
Prp45, PHO, methylation
Abstrakt:
Abstrakt
Transkripce a úpravy primárního transkriptu jako například sestřih pre-mRNA probíhají
na chromatinu ve stejný čas a na stejném místě. Tento fakt vedl k myšlence, že jsou tyto procesy
regulačně spřaženy, o čemž svědčí i stále přibývající množství důkazů. Jedním z faktorů, který
by toto spřažení mohl zprostředkovat, je protein Prp45/SKIP. O lidském proteinu SKIP je
známo, že se účastní vzniku mRNA na úrovni iniciace i elongace transkripce, interaguje s
modifikátory chromatinu a je to i známý sestřihový faktor. Funkce orthologa proteinu SKIP z
kvasinky Saccharomyces cerevisiae, Prp45, byla však zatím spojena pouze se sestřihem pre-
mRNA.
V této práci jsme blíže charakterizovali roli Prp45 při sestřihu a také jsme rozpracovali
výsledky spojující Prp45 s transkripcí a modifikacemi chromatinu. Na základě výsledků
získaných metodou RNA-seq bylo zjištěno, že buňky prp45(1-169) akumulují pre-mRNA. Tato
akumulace zřejmě není způsobená poškozením drah regulujících degradaci RNA. Rozsah
defektů sestřihu u buněk prp45(1-169) také nebyl závislý na kánonicitě 5’ sestřihového místa,
místa větvení nebo vzdálenosti mezi místem větvení a 3’ sestřihovým místem. Pomocí
chromatinové imunoprecipitace jsme zjistili, že mutace prp45(1-169) způsobuje defekt při
sestavování spliceosomu, a to ve fázi vyvazování U2 snRNP, které je zpožděné. Toto zpoždění
se pak přenáší do dalších fází sestavování spliceosomu, kdy kotranskripční vyvazování U5
snRNP a komplexu NTC je už téměř nedetekovatelné. Vzhledem k tomu, že hladiny mRNA
klesaly u mutovaných buněk jen mírně, máme za to, že sestřih stále probíhá, i když
posttranskripčně a tedy pravděpodobně méně účinně.
Na spojení Prp45 s transkripcí ukazuje pozorování, že u buněk prp45(1-169) dochází
ke zpožděné indukci genů, které neobsahují intron. Příkladem jsou geny fosfátového
metabolismu. Metodou SGA jsme také pozorovali genetické interakce s mnoha delečními
alelami genů, které kódují proteiny účastnící se elongace transkripce a zprostředkovávající
modifikace chromatinu. Nejsilnější genetické interakce jsme nalezli s delečními alelami genů
kódujících histonovou variantu H2A.Z a komponenty komplexu SWR1, který zprostředkuje
vyvazování H2A.Z na chromatin. Funkční souvislost mezi Prp45 a H2A.Z jsme
charakterizovali pomocí nově připravených mutant, prp45(1-247) a prp45(1-330).
Hypotézy o tom, jakým způsobem by Prp45 mohl spřahovat sestřih s modifikacemi
chromatinu a transkripcí jsou diskutovány v závěru práce.
Abstract v angličtině:
Abstract
Transcription and pre-mRNA processing, e.g., splicing, occur at the same place and
time in the context of chromatin. A growing amount of evidence supports the hypothesis that
these processes are interconnected. Prp45/SKIP is one of the factors which are believed to
mediate the interconnection. The human ortholog, SKIP, is known for affecting mRNA
formation on the levels of transcription initiation and elongation. Moreover, it interacts with
chromatin modifiers and it is a splicing factor, too. The function of the Saccharomyces
cerevisiae ortholog, Prp45, has been so far connected only to pre-mRNA splicing.
In this work, we characterized the role of Prp45 in splicing and elaborated the results
connecting Prp45 to transcription and chromatin modifications. RNA-seq results showed that
pre-mRNA is accumulated in prp45(1-169) cells. This accumulation is not caused by the
reduced activity of pathways responsible for RNA degradation. The extent of the splicing
inefficiency in prp45(1-169) cells did not depend on either the canonicity of the 5’ splice site
and branch site or the distance between the branch site and the 3’ splice site. Using chromatin
immunoprecipitation, we found that prp45(1-169) mutation causes delay in U2 snRNP
recruitment to assembling spliceosome. This delay transfers to the later phases of spliceosome
assembly rendering the cotranscriptional recruitment of U5 snRNP and NTC complex almost
undetectable. mRNA levels in the mutant cells are only marginally affected. Therefore, we
suppose shift towards the posttranscriptional splicing, which makes splicing reaction less
efficient.
We have observed that prp45(1-169) delays transcriptional induction of intronless
genes, e.g., genes of phosphate metabolism. Based on Synthetic genetic array (SGA) results,
PRP45 genetically interacts with many genes encoding proteins involved in transcription
elongation and chromatin modifications. The strongest interactions were found with genes
coding histone variant H2A.Z and SWR1 complex components which load H2A.Z to
chromatin. We analyzed the functional relationship between Prp45 and H2A.Z with the help of
novel mutant alleles, prp45(1-247) and prp45(1-330).
Hypotheses are discussed about the function of Prp45 in interconnection of splicing,
chromatin modifications and transcription.
Dokumenty
Stáhnout | Dokument | Autor | Typ | Velikost |
---|---|---|---|---|
Stáhnout | Text práce | Mgr. Martina Hálová | 46.36 MB | |
Stáhnout | Abstrakt v českém jazyce | Mgr. Martina Hálová | 124 kB | |
Stáhnout | Abstrakt anglicky | Mgr. Martina Hálová | 122 kB | |
Stáhnout | Autoreferát / teze disertační práce | Mgr. Martina Hálová | 206 kB | |
Stáhnout | Posudek oponenta | RNDr. Martin Pospíšek, Ph.D. | 545 kB | |
Stáhnout | Posudek oponenta | doc. Mgr. David Staněk, Ph.D. | 164 kB | |
Stáhnout | Záznam o průběhu obhajoby | 171 kB |